存储层次是在计算机体系结构下存储系统层次结构的排列顺序。每一层于下一层相比都拥有较高的速度和较低延迟性，以及较小的容量（也有少量例外，如AMD早期的Duron CPU）。大部分现今的中央处理器的速度都非常的快。大部分程序工作量需要存储器访问。由于高速缓存的效率和存储器传输位于层次结构中的不同等级，所以实际上会限制处理的速度，导致中央处理器花费大量的时间等待存储器I/O完成工作。
大部分电脑中的存储层次如下四层：
1) 寄存器–可能是最快的访问。在32位处理器，每个寄存器就是32位。x86处理器共有16个寄存器。
2) 高速缓存（L1-L3: SRAM）
3) 主存（DRAM）–访问需要几百个周期，可以大到数十GB。
4) 磁盘存储–需要成千上百个周期，容量非常大。
